DE102017127017A1 - A disposable automated filtration apparatus and method for controlling an automated disposable filtration apparatus - Google Patents
A disposable automated filtration apparatus and method for controlling an automated disposable filtration apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017127017A1 DE102017127017A1 DE102017127017.5A DE102017127017A DE102017127017A1 DE 102017127017 A1 DE102017127017 A1 DE 102017127017A1 DE 102017127017 A DE102017127017 A DE 102017127017A DE 102017127017 A1 DE102017127017 A1 DE 102017127017A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- control
- filtration device
- disposable filtration
- disposable
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/18—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/22—Controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/18—Specific valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/44—Cartridge types
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/58—Parts of membrane modules specifically adapted for single use
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/60—Specific sensors or sensor arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/70—Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/70—Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer
- B01D2313/701—Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer comprising a software program or a logic diagram
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/04—Elements in parallel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
- B01D36/001—Filters in combination with devices for the removal of gas, air purge systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/20—Accessories; Auxiliary operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
Eine automatisierte Einweg-Filtrationsvorrichtung (10), insbesondere für großvolumige Filtrationsprozesse, umfasst einen Unfiltrateingang (56), ein oder mehrere Filterelemente, einen Filtratausgang (58) sowie Sensoren zur Erfassung bestimmter Prozessparameter und Regeleinrichtungen zur Einstellung bestimmter Prozessparameter. Die Sensoren und Regeleinrichtungen sind mit einem externen Kontroll- und Steuerungssystem (78) verbunden, das zur Auswertung und Verarbeitung von Sensordaten sowie zur Ansteuerung der Regeleinrichtungen basierend auf einem oder mehreren Steuerungsalgorithmen eingerichtet ist.An automated one-way filtration device (10), particularly for large volume filtration processes, includes a non-filtrate inlet (56), one or more filter elements, a filtrate exit (58), and sensors for sensing particular process parameters and control devices to adjust particular process parameters. The sensors and control devices are connected to an external control and control system (78), which is set up for the evaluation and processing of sensor data and for controlling the control devices based on one or more control algorithms.
Description
Die Erfindung betrifft eine automatisierte Einweg-Filtrationsvorrichtung, die insbesondere für großvolumige Filtrationsprozesse geeignet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung einer solchen automatisierten Einweg-Filtrationsvorrichtung.The invention relates to an automated disposable filtration device, which is particularly suitable for large-volume filtration processes. The invention further relates to a method for controlling such an automated disposable filtration device.
Im Bereich der Einweg- (Single Use) Technologieentwicklung für biopharmazeutische Anwendungen erfreuen sich Filtrationselemente einer zunehmenden Beliebtheit und werden inzwischen auf breiter Ebene eingesetzt. In den letzten Jahren haben sich zum Beispiel Einweg-Filtrationstechnologien stetig weiterentwickelt und werden derzeit nicht mehr nur im Laborbereich und im Bereich der Prozessentwicklung eingesetzt. Vielmehr sind inzwischen Einweg-Filtrationselemente auch in kommerziellen Herstellungsprozessen von pharmazeutischen Produkten für die klinischen Phasen
Die
Bei den bisherigen Einweg-Filtrationselementen wurde aber die Frage nach einer Einbindung in automatisierte Prozesse nicht berücksichtigt. Mit dem oben beschriebenen Einzug der Einweg-Filtrationstechnologie in die kommerzielle Produktion erhöht sich neben der reinen Skalierung, also der erforderlichen Filtergröße und damit Filtrationsfläche, auch der Bedarf nach automatisierten Filtrationsverfahren. Dies erfordert die Einbettung von Filtrationselementen in Schlauchleitungen, Kunststoffverrohrungen, Einweg-Sensoren und Verbindungssysteme, die dann erst durch den Anschluss an ein geeignetes Kontroll- und Steuerungssystem zu einer ganzheitlichen Prozesslösung werden können.In the case of the previous disposable filtration elements, however, the question of integration into automated processes has not been considered. With the introduction of disposable filtration technology into commercial production described above, in addition to the pure scaling, ie the required filter size and thus filtration area, the need for automated filtration processes is also increasing. This requires the embedding of filtration elements in hose lines, plastic piping, disposable sensors and connection systems, which can then become an integrated process solution by connecting to a suitable control and control system.
Auf dem Gebiet der Einweg-Filtrationstechnologie besteht also ein Bedarf nach einer anschlussfertigen Einweg-Filtrationsvorrichtung, die ein teil- oder vollautomatisiertes Filtrationsverfahren, insbesondere in großem Maßstab, ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Bedarf nachzukommen.Thus, in the field of disposable filtration technology, there is a need for a disposable, disposable filtration device that enables a partially or fully automated filtration process, particularly on a large scale. The object of the invention is to meet this need.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine automatisierte Einweg-Filtrationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Einweg-Filtrationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by an automated disposable filtration device having the features of claim 1 and by a method for controlling an automated disposable filtration device having the features of
Die erfindungsgemäße automatisierte Einweg-Filtrationsvorrichtung ist insbesondere für großvolumige Filtrationsprozesse vorgesehen und umfasst einen Unfiltrateingang, ein oder mehrere Filterelemente (in einer oder mehrerer Filtereinheiten), einen Filtratausgang sowie Sensoren zur Erfassung bestimmter Prozessparameter und Regeleinrichtungen zur Einstellung bestimmter Prozessparameter. Die Sensoren und Regeleinrichtungen sind mit einem externen Kontroll- und Steuerungssystem verbunden, das zur Auswertung und Verarbeitung von Sensordaten sowie zur Ansteuerung der Regeleinrichtungen basierend auf einem oder mehreren Steuerungsalgorithmen eingerichtet ist.The automated disposable filtration device according to the invention is particularly intended for large-volume filtration processes and comprises a non-filtrate input, one or more filter elements (in one or more filter units), a filtrate output and sensors for detecting certain process parameters and control devices for setting certain process parameters. The sensors and control devices are connected to an external control and control system, which is set up for the evaluation and processing of sensor data and for controlling the control devices based on one or more control algorithms.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass eine Automatisierung eines Filtrationsprozesses bei Verwendung von Einweg-Komponenten - im Vergleich zu herkömmlichen Mehrweg-Anlagen mit Edelstahl-Komponenten - aufgrund der deutlich höheren, materialbedingten Risiken, von größerer Bedeutung ist. Deshalb hat insbesondere die Prozesssicherheit bei Einweg-Systemen einen noch höheren Stellenwert. Durch eine Automatisation können manuelle Fehlbedienungen oder -einstellungen eines Bedieners reduziert oder sogar vollständig eliminiert werden. Falls dennoch Fehler auftreten oder sich anbahnen, kann dies frühzeitig erkannt werden. Außerdem lässt sich durch das fortwährende Ermitteln, Kontrollieren, Überwachen und Einstellen optimaler Prozessparameter eine erhebliche Effizienzsteigerung erreichen. Mit der vorgeschlagenen Einweg-Filtrationsvorrichtung ist es möglich, einen kompletten Filtrationsprozess mit allen oder wenigstens einigen Prozessschritten mithilfe des Kontroll- und Steuerungssystems teil- oder vollautomatisch durchzuführen. Voraussetzung hierfür sind die an das Kontroll- und Steuerungssystem angebundenen Sensoren und Regeleinrichtungen zur Erfassung, Kontrolle und ggf. Regelung bestimmter prozessrelevanter Parameter.The invention is based inter alia on the recognition that an automation of a filtration process using disposable components - in comparison to conventional reusable systems with stainless steel components - due to the significantly higher, material-related risks, of greater importance. This is why process reliability in disposable systems is even more important. Through automation, manual operator errors or adjustments can be reduced or even completely eliminated. If errors still occur or start, this can be detected early. In addition, the constant determination, control, monitoring and adjustment of optimal process parameters can achieve a significant increase in efficiency. With the proposed disposable filtration device, it is possible to perform a complete filtration process with all or at least some process steps using the control and control system partially or fully automatically. Prerequisite for this are the sensors and control devices connected to the control and control system for the detection, control and possibly regulation of certain process-relevant parameters.
Die an das Kontroll- und Steuerungssystem angebundenen Sensoren bzw. Regeleinrichtungen umfassen vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Komponenten, die weiter vorzugsweise alle als Einweg-Komponenten ausgelegt sind: einen am Unfiltrateingang angeordneten Durchflusssensor; einen am Unfiltrateingang angeordneten Eingangsdrucksensor; ein am Unfiltrateingang angeordnetes Eingangsregelventil; einen am Filtratausgang angeordneten Ausgangsflüssigkeitsdetektor; ein am Filtratausgang angeordnetes Ausgangsregelventil; und einen am Filtratausgang angeordneten Ausgangsdrucksensor.The sensors or control devices connected to the control and control system preferably comprise one or more of the following components, which are further preferably all designed as disposable components: a flow sensor arranged at the unfiltrate inlet; an input pressure sensor located at the unfiltrate inlet; a arranged at Unfiltrateingang Input control valve; a source liquid detector disposed at the filtrate exit; an exit control valve located at the filtrate exit; and an output pressure sensor located at the filtrate exit.
Die erfindungsgemäße automatisierte Einweg-Filtrationsvorrichtung verfügt vorzugsweise über einen Sterilluftfilter, der an einen Entlüftungsausgang der Einweg-Filtrationsvorrichtung angeschlossen ist. Die Sensoren bzw. Regeleinrichtungen umfassen dann vorzugsweise noch ein zwischen den Entlüftungsausgang und den Sterilluftfilter eingefügtes Entlüftungsregelventil und/oder einen zwischen den Entlüftungsausgang und den Sterilluftfilter eingefügten Entlüftungsflüssigkeitsdetektor, wobei diese wiederum weiter vorzugsweise als Einweg-Komponenten ausgelegt sind.The inventive automated disposable filtration device preferably has a sterile air filter which is connected to a vent outlet of the disposable filtration device. The sensors or control devices then preferably also comprise a vent control valve inserted between the vent outlet and the sterile air filter and / or a venting liquid detector inserted between the vent outlet and the sterile air filter, wherein these in turn are further preferably designed as disposable components.
Vorzugsweise umfassen die Regeleinrichtungen des Weiteren eine eingangsseitige Förderpumpe, deren Förderleistung einstellbar ist. Weiter vorzugsweise ist die Förderleistung (automatisiert) regelbar.Preferably, the control devices further comprise an input-side feed pump whose delivery rate is adjustable. Further preferably, the delivery rate (automated) is adjustable.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Steuerung einer erfindungsgemäßen automatisierten Einweg-Filtrationsvorrichtung, wobei das Kontroll- und Steuerungssystem wenigstens einen der folgenden Prozessschritte wenigstens teilweise automatisch durchführt:
- - Befüllen der Einweg-Filtrationsvorrichtung mit einem Benetzungsmedium und vollständige Entlüftung über den Sterilluftfilter;
- - Spülen und Benetzen der Einweg-Filtrationsvorrichtung oder des Filterelements;
- - Entleeren und Belüften der Einweg-Filtrationsvorrichtung durch statisches Leerlaufenlassen oder aktiv durch Leerdrücken mit Hilfe eines gasförmigen Mediums;
- - Pre-Use-Filter-Integritätstest mit einem gasförmigen Medium;
- - Befüllen der Einweg-Filtrationsvorrichtung mit einem flüssigen Produkt und vollständige Entlüftung;
- - Filtration eines flüssigen Produkts unter permanenter Überwachung des Eingangsdrucks bzw. Ausgangsdrucks und vorzugsweise der Durchflussrate;
- - Filtration eines flüssigen Produkts unter zwischenzeitlicher Nachentlüftung der Einweg-Filtrationsvorrichtung bei Bedarf;
- - Ausschieben von Produktrestflüssigkeit nach Beendigung der Filtration und Spülen mit Puffer oder Wasser oder einem anderen flüssigen Medium;
- - Entleeren und Belüften der Einweg-Filtrationsvorrichtung durch statisches Leerlaufenlassen oder aktiv durch Leerdrücken mit Hilfe eines gasförmigen Mediums; und
- - Post-Use-Filter-Integritätstest mit einem gasförmigen Medium.
- - filling the disposable filtration device with a wetting medium and complete venting via the sterile air filter;
- Rinsing and wetting the disposable filtration device or filter element;
- Emptying and aerating the disposable filtration device by static idling or actively by blanking with the aid of a gaseous medium;
- - Pre-use filter integrity test with a gaseous medium;
- - filling the disposable filtration device with a liquid product and complete deaeration;
- - Filtration of a liquid product with continuous monitoring of the inlet pressure and, preferably, the flow rate;
- - Filtration of a liquid product with intermediate post-venting of the disposable filtration device as needed;
- - expelling product residual fluid after completion of the filtration and rinsing with buffer or water or other liquid medium;
- Emptying and aerating the disposable filtration device by static idling or actively by blanking with the aid of a gaseous medium; and
- - Post-use filter integrity test with a gaseous medium.
Vorzugsweise werden die Prozessschritte im Rahmen eines Gesamtprozesses in der genannten Reihenfolge nacheinander durchgeführt. Preferably, the process steps in the context of an overall process in the order mentioned are performed one after the other.
Nachfolgend werden bestimmte bevorzugte Kontroll- und Regelvorgänge angegeben, die im Rahmen eines Filtrationsprozesses während eines oder mehrerer der oben genannten Prozessschritte voll- oder teilautomatisch mithilfe des Kontroll- und Steuerungssystems und der daran angebundenen Sensoren bzw. Regeleinrichtungen vorteilhaft durchgeführt werden können.Certain preferred control and regulating operations are specified below, which can be carried out fully or partially automatically during one or more of the abovementioned process steps as part of a filtration process by means of the control and control system and the sensors or control devices connected thereto.
Das Befüllen der Einweg-Filtrationsvorrichtung mit Benetzungsmedium und/oder Produkt erfolgt unter fortlaufender Überwachung des Drucks am Eingangsdrucksensor durch das Kontroll- und Steuerungssystem. Das Kontroll- und Steuerungssystem regelt die Leistung der Förderpumpe so, dass ein vorgegebener Höchstdruck nicht überschritten wird.The filling of the disposable filtration device with wetting medium and / or product is carried out with continuous monitoring of the pressure at the inlet pressure sensor by the control and control system. The control and control system regulates the performance of the feed pump so that a predetermined maximum pressure is not exceeded.
Beim Entlüften und/oder Nachentlüften der Einweg-Filtrationsvorrichtung über den Sterilluftfilter wird das Entlüftungsregelventil vom Kontroll- und Steuerungssystem geöffnet, bis der Entlüftungsflüssigkeitsdetektor Flüssigkeit detektiert. Das Kontroll- und Steuerungssystem schließt dann unmittelbar das Entlüftu ngsregelventil.When bleeding and / or venting the disposable filtration device via the sterile air filter, the bleed control valve is opened by the control and control system until the bleed liquid detector detects liquid. The control and control system then immediately closes the vent control valve.
Beim Spülen und Benetzen der Einweg-Filtrationsvorrichtung oder des Filterelements bezieht das Kontroll- und Steuerungssystem Informationen vom Durchflusssensor am Unfiltrateingang und regelt darauf basierend die Leistung der Förderpumpe. Das Kontroll- und Steuerungssystem überwacht dabei gleichzeitig den Druck am Eingangsdrucksensor fortlaufend. Über das Eingangsregelventil und/oder das Ausgansregelventil werden durch das Kontroll- und Steuerungssystem automatisch eine gewünschte Spülleistung sowie gewünschte Druckverhältnisse eingestellt und geregelt.When flushing and wetting the disposable filtration device or filter element, the control and control system obtains information from the flow sensor at the non-filtrate inlet and, based thereon, regulates the performance of the feed pump. At the same time, the control and monitoring system continuously monitors the pressure at the inlet pressure sensor. By means of the inlet control valve and / or the outlet control valve, the control and control system automatically adjusts and regulates a desired flushing capacity and desired pressure conditions.
Beim Spülen und Benetzen der Einweg-Filtrationsvorrichtung oder des Filterelements regelt und/oder taktet das Kontroll- und Steuerungssystem das Entlüftungsregelventil und das Ausgangsregelventil alternierend, so dass eine kontrollierte Vermischung und/oder Verdrängung einer Flüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit stattfindet.When flushing and wetting the disposable filtration device or filter element, the control and control system alternately controls and / or cycles the vent control valve and output control valve so that controlled mixing and / or displacement of a fluid by another fluid occurs.
Beim Entleeren und Belüften der Einweg-Filtrationsvorrichtung durch statisches Leerlaufenlassen oder aktiv durch Leerdrücken mit Hilfe von Luft öffnet das Kontroll- und Steuerungssystem das Entlüftungsregelventil und/oder das Ausgangsregelventil, um ein Abfließen der Flüssigkeit zu ermöglichen.When emptying and venting the disposable filtration device by static idling or active by blanking with the aid of air The control and control system opens the bleed control valve and / or the output control valve to allow the liquid to drain.
Beim Entleeren und Belüften der Einweg-Filtrationsvorrichtung durch statisches Leerlaufenlassen oder aktiv durch Leerdrücken mit Hilfe von Luft signalisiert das Kontroll- und Steuerungssystem basierend auf Informationen des Ausgangsflüssigkeitsdetektors, dass der Entleerungsprozess abgeschlossen ist.When emptying and venting the disposable filtration device by static idling or actively by blanking with the aid of air, the control and control system signals based on information from the source liquid detector that the purge process is complete.
Beim Pre-Use-Filter-Integritätstest mit einem gasförmigen Medium steuert das Kontroll- und Steuerungssystem ein externes Integritätstestgerät an, welches den Integritätstest selbst durchführt. Das Kontroll- und Steuerungssystem steuert dabei über einen Schließkörper (Antrieb) die Regelventile so an, dass dabei das Eingangsregelventil geschlossen und das Ausgangsregelventil sowie das Entlüftungsregelventil geöffnet sind.In the gaseous media pre-use filter integrity test, the control and control system drives an external integrity tester which performs the integrity test itself. The control and control system controls via a closing body (drive) to the control valves so that while the input control valve is closed and the output control valve and the vent control valve are open.
Bei der Filtration eines Produktes und/oder beim Ausschieben von Produktrestflüssigkeit nach Beendigung der Filtration und Spülen mit Puffer oder Wasser und/oder beim Entleeren und Belüften der Einweg-Filtrationsvorrichtung überwacht das Kontroll- und Steuerungssystem den Druck am Eingangsdrucksensor fortlaufend. Alternativ oder zusätzlich bezieht das Kontroll- und Steuerungssystem Informationen vom Durchflusssensor am Unfiltrateingang. Darauf basierend regelt das Kontroll- und Steuerungssystem die Förderpumpe so, dass eine bestimmte Filtrationsleistung erreicht und/oder dass ein vorbestimmter Druck nicht überschritten wird.In the filtration of a product and / or expulsion of product residual fluid after completion of the filtration and rinsing with buffer or water and / or draining and aerating the disposable filtration device, the control and control system continuously monitors the pressure at the inlet pressure sensor. Alternatively or additionally, the control and control system obtains information from the flow sensor at the non-filtrate inlet. Based on this, the control and control system regulates the feed pump so that a certain filtration performance is achieved and / or that a predetermined pressure is not exceeded.
Im Falle eines übermäßigen Druckanstieges drosselt das Kontroll- und Steuerungssystem die Förderpumpe oder schaltet sie ab und/oder schließt das Eingangsregelventil.In the event of an excessive pressure increase, the control and control system throttles or shuts off the feed pump and / or closes the input control valve.
Beim Ausschieben von Produktrestflüssigkeit nach Beendigung der Filtration signalisiert das Kontroll- und Steuerungssystem basierend auf Informationen des Ausgangsflüssigkeitsdetektors, dass der Ausschiebeprozess abgeschlossen ist.Upon expulsion of product residual fluid upon completion of filtration, the control and control system will signal based on information from the source fluid detector that the shedding process is complete.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 eine perspektivische Ansicht einer Einweg-Filtrationsvorrichtung mit Anschlussleitungen und weiteren Anschlusselementen; und - -
2 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen automatisierten Einweg-Filtrationsvorrichtung.
- -
1 a perspective view of a disposable filtration device with connecting lines and other connection elements; and - -
2 a schematic side view of an automated disposable filtration device according to the invention.
In
In
Anhand der in
Am Unfiltrateingang
Voraussetzung für eine vollständige oder teilweise (einzelne Prozessschritte) Automatisierung der Einweg-Filtrationsvorrichtung
Nachfolgend wird beispielhaft ein mit der Einweg-Filtrationsvorrichtung
- 1) Befüllen der Einweg-
Filtrationsvorrichtung 10 mit einem Benetzungsmedium (z. B. Wasser) und vollständige Entlüftung überden Sterilluftfilter 54 ; - 2) Spülen und Benetzen der gesamten Einweg-
Filtrationsvorrichtung 10 bzw. des Filterelements (filtrationswirksame Schicht); - 3) Entleeren und Belüften der Einweg-
Filtrationsvorrichtung 10 durch statisches Leerlaufenlassen oder aktiv durch Leerdrücken mit Hilfe von Luft; - 4) Pre-Use-Filter-Integritätstest mit einem gasförmigen Medium, z. B. Luft;
- 5) Befüllen der Einweg-
Filtrationsvorrichtung 10 mit Produkt und vollständige Entlüftung (Prozess wie Schritt1 ); - 6) Filtration des Produktes unter permanenter Überwachung und ggf. Kontrolle des Eingangsdrucks bzw. Ausgangsdrucks;
- 7) Filtration des Produkts unter zwischenzeitlicher Nachentlüftung bei Bedarf;
- 8) Ausschieben von Produktrestflüssigkeit nach Beendigung der Filtration zur Reduzierung von Verlusten und Spülen mit Puffer oder Wasser;
- 9) Entleeren und Belüften der Einweg-
Filtrationsvorrichtung 10 durch statisches Leerlaufenlassen oder aktiv durch Leerdrücken mit Luft (wie Schritt3 ); und - 10) Post-Use-Filter-Integritätstest mit einem gasförmigen Medium, z. B. Luft (Prozess wie Schritt
4 ).
- 1) Fill the
disposable filtration device 10 with a wetting medium (eg water) and complete deaeration via thesterile air filter 54 ; - 2) Rinse and wet the entire
disposable filtration device 10 or the filter element (filtration-effective layer); - 3) Draining and aerating the
disposable filtration device 10 by static idling or active by blanking with the aid of air; - 4) Pre-Use Filter Integrity Test with a gaseous medium, e.g. Air;
- 5) Fill the
disposable filtration device 10 with product and complete deaeration (process as step1 ); - 6) Filtration of the product under permanent monitoring and if necessary control of the inlet pressure or outlet pressure;
- 7) Filtration of the product with intermediate post-deaeration if required;
- 8) expelling product residual fluid after completion of filtration to reduce losses and rinse with buffer or water;
- 9) Draining and aerating the
disposable filtration device 10 by static idling or active by blanking with air (as in step3 ); and - 10) post-use filter integrity test with a gaseous medium, e.g. B. Air (process as step
4 ).
Zu Schritt
Ein erstes Risiko besteht darin, dass die Füllgeschwindigkeit zu hoch sein könnte, sodass die Luft im System nicht genügend Zeit hat, aus den Hohlräumen zu entweichen und nach oben zu steigen. In diesem Fall kann es im späteren Filtrationsverlauf zu Luftfreisetzungen kommen, die sich dann als Luftblasen im oberen Bereich des Systems ansammeln und damit die Filtrationsfläche und damit die Filtereffizienz negativ beeinflussen.A first risk is that the filling speed may be too high, so the air in the system does not have enough time to escape from the cavities and rise to the top. In this case, it may occur in the later filtration process to air releases, which then accumulate as air bubbles in the upper part of the system and thus adversely affect the filtration area and thus the filter efficiency.
Die automatische Steuerung dieses Prozessschritts sieht vor, dass das Befüllen der Einweg-Filtrationsvorrichtung
Eine zweites Risiko tritt vor allem am Ende des Füllprozesses auf, wenn der Bediener der Einweg-Filtrationsvorrichtung
Durch die Verwendung des Entlüftungsregelventils
Ein drittes Risiko besteht darin, dass es bei manuellen Quetschventilen durchaus vorkommen kann, dass der Bediener die Förderpumpe
Dank des automatisch gesteuerten Füllprozesses kann mittels des Kontroll- und Steuerungssystems
Zu Schritt
Ein erstes Risiko bei diesem Prozessschritt besteht darin, dass die Spülmenge in Kombination mit der Spülleistung oder auch die empfohlenen Druckbedingungen nicht eingehalten werden und damit die Filtereinheit nicht optimal gespült und vorbereitet wird. Häufig geben die Hersteller der Filtercapsulen
Mit Hilfe des Kontroll- und Steuerungssystems
Ein zweites Risiko bei diesem Prozessschritt ist darauf zurückzuführen, dass beim Übergang vom Benetzen der Filter zum Filtrieren aufgrund der Flüssigkeitsdynamik innerhalb der Einweg-Filtrationsvorrichtung
Dank des Kontroll- und Steuerungssystems
Zu Schritt
Bei der manuellen Durchführung dieses Prozessschritts ist der Bediener nicht in der Lage zu erkennen, ob das statische Entleeren hinreichend erfolgt, da er den Flüssigkeitsstand innerhalb der Einweg-Filtrationsvorrichtung
Für die automatische Steuerung dieses Prozessschritts wird der Ausgangsflüssigkeitsdetektor
Zu Schritt
Bei manueller Durchführung dieses Prozessschritts besteht das Risiko, dass der Bediener der Einweg-Filtrationsvorrichtung
Das Kontroll- und Steuerungssystem
Zu Schritt
Zu Schritt
Üblicherweise hat eine Einweg-Filtrationsvorrichtung
Die automatisierte Einweg-Filtrationsvorrichtung
Zu Schritt
Mit Hilfe des Kontroll- und Steuerungssystems
Ein weiteres Risiko bei der Filtration ergibt sich gegen Ende des Filtrationsprozesses. Der Druck im System kann auf ein kritisches Niveau ansteigen, wenn die Filter verblocken, sodass die Gefahr des Berstens besteht, insbesondere für die Schlauchleitungen. Die Berstgefahr kann durch unsachgemäße Handhabung noch erhöht werden.Another risk in the filtration arises towards the end of the filtration process. The pressure in the system can rise to a critical level if the filters become blocked, which results in the risk of bursting, especially for the hose lines. The risk of bursting can be increased by improper handling.
Das Kontroll- und Steuerungssystem
Während der Filtration kann sich durch Entbindung aus dem flüssigen Medium oder aufgrund der Prozessbedingungen langsam Luft oder Gas in der Filtereinheit ansammeln und regelrecht in der Filtereinheit gefangen werden. Dies kann soweit führen, dass der Flüssigkeitsspiegel in der Filtereinheit absinkt und der obere Bereich der Filterelemente selbst nicht mehr filtrationswirksam ist. Dadurch werden die filtrationswirksame Fläche und damit auch die Filterkapazität reduziert, was ein wirtschaftliches Risiko darstellt. Das Kontroll- und Steuerungssystem
Beim Nachentlüften selbst besteht außerdem die Gefahr, dass Medium in die Entlüftungsschlauchleitung
Durch die Verwendung des Entlüftungsregelventils
Zu Schritt
Durch die Einbindung des Eingangsdrucksensors
Beim anschließenden Spülen muss das System wieder entlüftet werden, wobei wieder das Risiko besteht, dass der Sterilluftfilter
Durch die Verwendung des Entlüftungsregelventils
Zu Schritt
Für die automatische Steuerung dieses Prozessschritts werden das Entlüftungsregelventil
Wenn das System mit Luft aktiv über die Eingangsleitung leergedrückt wird, besteht das Risiko, dass nach erfolgreichem Ausschieben der Flüssigkeit der Druck stark ansteigt, da die benetzte Membran luftundurchlässig ist. Um die Gefahr des Berstens zu vermeiden, wird mittels des Eingangsdrucksensors
Selbstverständlich können noch weitere und/oder andere als die oben erläuterten Sensoren und Regeleinrichtungen zur (teil-)automatisierten Durchführung der oben erläuterten und/oder zusätzlicher oder anderer Prozesse bzw. Prozessschritte vorgesehen sein.Of course, further and / or other than the above-explained sensors and control devices for (partially) automated implementation of the above-explained and / or additional or other processes or process steps may be provided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Einweg-FiltrationsvorrichtungDisposable filtration device
- 1212
- Filtercapsulefilter capsule
- 1414
- Halterungholder
- 1616
- Stützsäulesupport column
- 1818
- Querstrebecrossmember
- 2020
- Standfußstand
- 2222
- Haltemittelholding means
- 2424
- Rohrleitungpipeline
- 2626
- Abzweigungdiversion
- 2828
- Einlassventilintake valve
- 3030
- Verzweigungbranch
- 3232
- Tri-Clamp-VerbinndungTri-Clamp Verbinndung
- 3434
- ZwischenschlauchstückBetween the hose piece
- 3636
- EingangsschlauchleitungInput hose
- 3838
- erster Sterilkonnektorfirst sterile connector
- 4040
- Auslassventiloutlet valve
- 4242
- Verzweigungbranch
- 4444
- Tri-Clamp-VerbinndungTri-Clamp Verbinndung
- 4646
- ZwischenschlauchstückBetween the hose piece
- 4848
- AusgangsschlauchleitungOutput hose
- 5050
- zweiter Sterilkonnektorsecond sterile connector
- 5252
- EntlüftungsschlauchleitungVent hose
- 5454
- SterilluftfilterSterile Air Filter
- 5656
- UnfiltrateingangUnfiltrateingang
- 5858
- Filtratausgangfiltrate outlet
- 6060
- Entlüftungsausgangbleed outlet
- 6262
- DurchflusssensorFlow Sensor
- 6464
- EingangsdrucksensorInlet pressure sensor
- 6666
- EingangsregelventilInput control valve
- 6868
- AusgangsflüssigkeitsdetektorStarting fluid detector
- 7070
- AusgangsregelventilOutput control valve
- 7272
- AusgangsdrucksensorOutput pressure sensor
- 7474
- EntlüftungsregelventilVent control valve
- 7676
- EntlüftungsflüssigkeitsdetektorVenting liquid detector
- 7878
- Kontroll- und SteuerungssystemControl and control system
- 8080
- Förderpumpefeed pump
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2017/032560 A1 [0003, 0026]WO 2017/032560 A1 [0003, 0026]
Claims (22)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017127017.5A DE102017127017A1 (en) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | A disposable automated filtration apparatus and method for controlling an automated disposable filtration apparatus |
CN201880074307.2A CN111356520A (en) | 2017-11-16 | 2018-10-11 | Automated single-use filter device and method for controlling an automated single-use filter device |
US16/764,478 US11478751B2 (en) | 2017-11-16 | 2018-10-11 | Automated single-use filtering apparatus, and method for controlling an automated single-use filtering apparatus |
PCT/EP2018/077762 WO2019096502A1 (en) | 2017-11-16 | 2018-10-11 | Automated single-use filtering apparatus, and method for controlling an automated single-use filtering apparatus |
EP18785611.7A EP3710143A1 (en) | 2017-11-16 | 2018-10-11 | Automated single-use filtering apparatus, and method for controlling an automated single-use filtering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017127017.5A DE102017127017A1 (en) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | A disposable automated filtration apparatus and method for controlling an automated disposable filtration apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017127017A1 true DE102017127017A1 (en) | 2019-05-16 |
Family
ID=63834038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017127017.5A Pending DE102017127017A1 (en) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | A disposable automated filtration apparatus and method for controlling an automated disposable filtration apparatus |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11478751B2 (en) |
EP (1) | EP3710143A1 (en) |
CN (1) | CN111356520A (en) |
DE (1) | DE102017127017A1 (en) |
WO (1) | WO2019096502A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020103925A1 (en) * | 2020-02-14 | 2021-08-19 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Disposable device for the separation or purification of a large volume of a mixture of substances |
EP4001896A1 (en) * | 2020-11-24 | 2022-05-25 | Sartorius Stedim Biotech GmbH | Biotechnical filtration test system |
US20230211265A1 (en) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | Pall Corporation | Bulk fill system with serial fluid filtration assembly and method of using same for automated air transfer |
US20230211263A1 (en) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | Pall Corporation | Fluid filtration system with single use filter and integrated integrity test device and method of using same |
US20230211260A1 (en) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | Pall Corporation | Fluid filtration system with single use filter and method of using same for automated filter conditioning |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH669533A5 (en) * | 1985-12-31 | 1989-03-31 | Rosenmund Ag | Pressure filter - in which position and heating of mixer-compactor hovel-blades of improved design is processor controlled |
DE102008018102A1 (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Khs Ag | Method and measuring device for determining the content of at least one filter aid in a liquid medium |
DE102012202111A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-14 | Krones Ag | Method for controlling and / or regulating filter systems for ultrafiltration |
WO2017032560A1 (en) | 2015-08-24 | 2017-03-02 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Disposable filtration device |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1242866B (en) | 1990-07-04 | 1994-05-18 | Perdomini Spa | AUTOMATIC MICROFILTRATION SYSTEM OF LIQUIDS, IN PARTICULAR OF WINES |
US20050171501A1 (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-04 | Thomas Kelly | Intravenous solution producing systems and methods |
CN100364637C (en) * | 2006-03-18 | 2008-01-30 | 沈佳特 | Intelligent vacuum filtering instrument and its control method |
DE602007008395D1 (en) * | 2006-04-07 | 2010-09-23 | Nxstage Medical Inc | TUBE TERMINAL FOR MEDICAL APPLICATIONS |
US8409441B2 (en) * | 2007-02-27 | 2013-04-02 | Deka Products Limited Partnership | Blood treatment systems and methods |
US9109193B2 (en) * | 2007-07-30 | 2015-08-18 | Ge Healthcare Bio-Sciences Corp. | Continuous perfusion bioreactor system |
US8231787B2 (en) * | 2008-05-06 | 2012-07-31 | Spf Innovations, Llc | Tangential flow filtration system |
JP5860887B2 (en) | 2010-10-15 | 2016-02-16 | ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・コーポレイション | Large capacity disposable ultrafiltration system and method |
CN102698484B (en) * | 2012-05-24 | 2015-11-25 | 靖江康爱特环境工程有限公司 | Full-automatic filter cake layer filter and filter method thereof |
AU2014235553B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-04-18 | Parker-Hannifin Corporation | Single-use pH sensors in bioreactors, biotech purification and bio processing |
BR112015031932B1 (en) | 2013-06-21 | 2021-10-13 | Toray Industries, Inc | FILTRATION DEVICE, USE OF FILTRATION DEVICE IN A CHEMICAL MANUFACTURING APPARATUS AND FILTRATION DEVICE OPERATION METHOD |
EP3015542A1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-05-04 | Bayer Technology Services GmbH | Modular system and method for continuous, germ reduced production and/or processing of a product |
WO2017025210A1 (en) * | 2015-08-08 | 2017-02-16 | Stobbe Pharma Tech Gmbh | Disposable bioprocess system supporting biological activity |
JP7039477B2 (en) * | 2015-11-10 | 2022-03-22 | レプリゲン・コーポレイション | Disposable filtration unit with alternating tangential flow |
US10781122B2 (en) * | 2015-12-15 | 2020-09-22 | Kemco Systems Co. Llc | Membrane filtration apparatus and process for reuse of industrial wastewater |
SG11201908879RA (en) * | 2017-04-01 | 2019-10-30 | Massachusetts Inst Technology | Systems and methods for manufacturing biologically-produced products |
DE202017103082U1 (en) | 2017-05-22 | 2017-06-22 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Pre-configured disposable filtration device with venting |
DE102017127020A1 (en) * | 2017-11-16 | 2019-05-16 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | A method of filtering a large volume of a medium with a pre-sterilizable, at least partially automated disposable filtration device |
-
2017
- 2017-11-16 DE DE102017127017.5A patent/DE102017127017A1/en active Pending
-
2018
- 2018-10-11 CN CN201880074307.2A patent/CN111356520A/en active Pending
- 2018-10-11 EP EP18785611.7A patent/EP3710143A1/en active Pending
- 2018-10-11 WO PCT/EP2018/077762 patent/WO2019096502A1/en unknown
- 2018-10-11 US US16/764,478 patent/US11478751B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH669533A5 (en) * | 1985-12-31 | 1989-03-31 | Rosenmund Ag | Pressure filter - in which position and heating of mixer-compactor hovel-blades of improved design is processor controlled |
DE102008018102A1 (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Khs Ag | Method and measuring device for determining the content of at least one filter aid in a liquid medium |
DE102012202111A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-14 | Krones Ag | Method for controlling and / or regulating filter systems for ultrafiltration |
WO2017032560A1 (en) | 2015-08-24 | 2017-03-02 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Disposable filtration device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200353414A1 (en) | 2020-11-12 |
CN111356520A (en) | 2020-06-30 |
US11478751B2 (en) | 2022-10-25 |
WO2019096502A1 (en) | 2019-05-23 |
EP3710143A1 (en) | 2020-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017127017A1 (en) | A disposable automated filtration apparatus and method for controlling an automated disposable filtration apparatus | |
DE69836965T2 (en) | QUANTITY-CONTROLLED FILTERING OF LIQUIDS | |
DE69104367T2 (en) | DISPENSING METHOD AND DEVICE, ESPECIALLY FOR SEALING / ADHESIVES. | |
WO2010142394A1 (en) | Method and device for monitoring a fluid system of an extracorporeal blood treatment device | |
DE102005058012B4 (en) | A method for blowing out a wetted hydrophobic filter and apparatus for carrying out the method | |
EP3139975B1 (en) | Method for filling a container | |
EP3568170B1 (en) | Extracorporeal blood treatment device and method for monitoring the integrity of a dialyzer of an extracorporeal blood treatment device | |
EP3006061B1 (en) | Method for controlling irrigation pressure | |
DE102014102600A1 (en) | Device and method for removing a liquid from a process container | |
EP3488202B1 (en) | Device and a method for automatic weight-dependent filling of a hose system | |
EP1194761B1 (en) | Method for conducting integrity testing of filter units and a testing device for carrying out the method | |
EP3200847A1 (en) | Method for identifying a filter | |
EP3710142B1 (en) | Method for filtering a large volume of a medium with a pre-sterilisable, at least semi-automated one-way filtration device | |
EP0442890B1 (en) | Device for operating a pressure filter | |
EP3393635B1 (en) | Method and device for checking a dialyzer for the presence of a leak | |
EP3746150B1 (en) | Apparatus to determine the statistical patient pressure | |
EP4019935B1 (en) | Integrity test for a double filter capsule | |
EP3052214A1 (en) | Filter plant with a self-regulating cleaning system | |
DE4110554C2 (en) | Device for monitoring the operation of a drainage device | |
DE102022102141A1 (en) | Blood treatment device with an integrity test for a dialysis fluid system | |
DE8420384U1 (en) | Closure part for the connection line to a Redon vacuum bottle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |